광효율 향상을 위해 유기발광 소자에 적용된 고굴절 산란층에 대한 연구 (Organic Light-emitting Diode Using a High-refractive-index Scattering Layer for Higher Efficiency)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 66권 / 5호 / 540 ~ 544페이지
· 저자명 : 정혜민, 곽진석

초록

본 연구는 유기발광 소자의 낮은 외부 광 효율을 향상시키기 위해 굴절 산란 층이 적용된 유기 발광 소자 구조를 제안한다. 일반적으로 유기 발광 층에서 발생된 빛은 정공수송층에서 굴절률의 차이로 일부 전반사가 일어나게 되고 나머지 유리기판을 지나가는 빛은 공기층에서 많은 전반사를 겪게 된다. 이로 인해 유기발광 소자는 필연적으로 50% 이상의 효율의 감소를 수반하게 된다. 이런 전반사로 인한 손실을 줄이기 위해 공기층으로 나가는 빛의 경로를 바꾸어 줄 필요성이 제기되는데 본 연구에서는 공기층으로 나가는 빛의 경로를 변경시키기 위해 렌즈작용을 하는 마이크로 크기의 SiO$_{2}$ 산란입자를 사용하였고 보다 확실한 경로 변경을 할 수 있도록 SiO$_{2}$ ($n$ = 1.5) 산란입자 주변을 고굴절 물질인 TiO$_{2}$로 도포하여 광효율 향상을 최대화하였다. 기존의 구조와 고굴절-산란층이 삽입된 광소자 구조를 실험으로 측정 비교해본 결과 기존구조에선 전압 16 cd/cm$^{2}$일 때 휘도가 4.95 lm/W인 반면 고굴절-산란층이 도입된 소자인 경우 6.14 lm/W를 가져 24.12%의 효율이 향상되었음을 확인하였다.

영어초록

In this paper, we propose an organic light-emitting diode (OLED) structure with a high-refractive-index scattering layer to improve the OLED's external light efficiency. The light generated from the emitting layer is trapped partially in the hole transport layer (HTL) by total reflection, and the remaining light passes through the glass substrate and meets an air layer, where more light undergoes total reflection. Owing to these, OLED's efficiency is reduced by more than 50%. In order to decrease the reduction in the efficiency caused by the total reflection, we change the path of light to the air layer to a more normal direction. To change the light path, we use micro-sized SiO$_{2}$ particles which play the role of a kind of lens. Furthermore, so as to change more clearly the path of the light, we use a high-refractive-index material (TiO$_{2}$) around the SiO$_{2}$ particles. When the efficiency of a conventional OLED is compared to that of the OLED with a high-refractive-index scattering layer for which the ratio of SiO$_{2}$ particle to the high-refractive-index material (TiO$_{2}$) is 1 : 3, the efficiency of the latter is found to be increased by about 24.12%.

참고자료

· 없음